提到DLP?技術(shù),大部分人首先想到的就是在投影方面的應(yīng)用。去年奧斯卡給德州儀器(TI)的Larry Hornbeck博士頒發(fā)了小金人,以嘉許其在DLP影院上的貢獻(xiàn),足以見證了DLP在投影方面的貢獻(xiàn)。據(jù)介紹,過去二十年里,TI已經(jīng)銷售了超過4000萬(wàn)套DLP技術(shù)顯示器,但這并不是DLP技術(shù)帶來(lái)的全部。
和很多TI的其他產(chǎn)品一樣,DLP技術(shù)也能被應(yīng)用到除投影外的更多其他領(lǐng)域,包括3D打印等新興領(lǐng)域。
德州儀器DLP?產(chǎn)品嵌入式業(yè)務(wù)總經(jīng)理Mariquita Gordon
在2016慕尼黑上海光博會(huì)上,德州儀器DLP產(chǎn)品嵌入式業(yè)務(wù)總經(jīng)理Mariquita Gordon女士為我們帶來(lái)了DLP的技術(shù)和應(yīng)用分享,為工程師使用DLP產(chǎn)品帶來(lái)全新的思考。
工業(yè)領(lǐng)域選用DLP的原因
DLP技術(shù)由德州儀器的Larry Hornbeck博士在1987年發(fā)明。在接收數(shù)字信號(hào)后,DLP芯片能產(chǎn)生一系列的數(shù)字光脈沖。開發(fā)者將其應(yīng)用到投影中,這樣光脈沖在進(jìn)入眼睛后,就能還原彩色的模擬圖像。這也是DLP技術(shù)目前最普遍的應(yīng)用。
在經(jīng)過了幾十年的發(fā)展后,除了視頻投影外,TI將DLP技術(shù)應(yīng)用延伸到工業(yè)領(lǐng)域。
“過去幾年我們非常關(guān)注在四個(gè)很明確的市場(chǎng),分別是3D的機(jī)器視覺,3D打印、數(shù)字曝光和近紅外光譜分析。” Mariquita Gordon表示。
DLP在工業(yè)和汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
根據(jù)Mariquita Gordon介紹, DLP技術(shù)在波長(zhǎng)、速度、分辨率和效率等多個(gè)方面具有其他技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在曝光速度、數(shù)據(jù)吞吐量、頻率和研發(fā)效率上。
“工業(yè)應(yīng)用中,我們賦予了DLP技術(shù)不同的一些功能。在這里面,DLP可以帶來(lái)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)或特點(diǎn),這和我們針對(duì)視頻顯示的投影不太一樣。如工業(yè)可以實(shí)現(xiàn)更高幀率的顯示,像機(jī)器視覺、數(shù)字曝光下,每秒可以實(shí)現(xiàn)數(shù)以千個(gè)畫面,這個(gè)顯示速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)投影產(chǎn)品的?!?Mariquita Gordon強(qiáng)調(diào)。
“常規(guī)投影對(duì)分辨率的更多關(guān)注的是圖像質(zhì)量,而在工業(yè)領(lǐng)域,分辨率的提升意味著更高分辨精度。DLP在做3D機(jī)器視覺時(shí)可以實(shí)現(xiàn)微米甚至以下等級(jí)的精度,在3D打印領(lǐng)域,更可以大大提高物體的分辨率?!?Mariquita Gordon補(bǔ)充說(shuō)。
而為了提高DLP的效率方面,TI也有不同的優(yōu)勢(shì)。按照Mariquita Gordon所說(shuō),
除了提出不同的系統(tǒng)架構(gòu),降低DLP的的成本、研發(fā)周期外,在實(shí)際應(yīng)用中,DLP技術(shù)還可以協(xié)助提高產(chǎn)品的便攜性。如在光譜分析方面,使用DLP技術(shù)做光譜分析可以做得非常小巧,能夠直接使用電池驅(qū)動(dòng),極快速在現(xiàn)場(chǎng)完成物質(zhì)的檢測(cè)。
“從這個(gè)意義上講也是極大的效率提升,因?yàn)橐酝隙ㄒ诺綄?shí)驗(yàn)室長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)才能完成的工作。” Mariquita Gordon表示。
市場(chǎng)中的實(shí)際應(yīng)用
在TI推出了一系列產(chǎn)品以后,并對(duì)DLP芯片的資料、技術(shù)和開發(fā)平臺(tái)的大范圍推廣和普及后,DLP技術(shù)的各類應(yīng)用也日漸火熱。例如有開發(fā)者利用DLP的高速度和高數(shù)據(jù)吞吐量,實(shí)現(xiàn)PCB的無(wú)掩膜制板;也有人借助DLP的高分辨率和高速度,開發(fā)3D打印機(jī);也有利用其不同波長(zhǎng)產(chǎn)品,將DLP應(yīng)用在光譜分析上。在光博會(huì)上,我們看到了不同集中極具代表性的應(yīng)用:
?。?)基于DLP4500芯片組的三維測(cè)量方案
DLP4500數(shù)字微鏡器件(DMD)是一款數(shù)控MOEMS(微光機(jī)電系統(tǒng))空間照明調(diào)制器(SLM)。當(dāng)與適當(dāng)?shù)?a target="_blank">光學(xué)系統(tǒng)成對(duì)使用時(shí),DLP4500可用于調(diào)制進(jìn)入光的振幅和/或方向。DLP4500可生成具有速度、精度和效率的光發(fā)射圖樣。
具備0.45英寸(11.43mm)對(duì)角線微鏡陣列、912×1140鋁陣列,微米尺寸微鏡、7.6μm微鏡間距、高達(dá)WXGA分辨率(1280×800)的寬屏顯示、24位,雙數(shù)據(jù)速率(DDR)輸入數(shù)據(jù)總線、80MHz~120MHz的輸入數(shù)據(jù)時(shí)鐘速率等數(shù)據(jù)特點(diǎn)。
北京聞泰科技就利用其開發(fā)出了一款可以實(shí)現(xiàn)三維測(cè)量和三維掃描等多樣化應(yīng)用的光學(xué)評(píng)估模組DLP LightCrafter4500,,除了可輕松地制作可攜式且固定式的 3D 測(cè)量工具外,還可用于支援機(jī)器視覺與品管設(shè)備、牙科與視網(wǎng)膜掃瞄用的醫(yī)療成像裝置、光譜儀、以及增強(qiáng)實(shí)境裝置等領(lǐng)域的應(yīng)用。其搭配的DLPC350控制器可讓多部攝影機(jī)、感測(cè)器、以及其他周邊設(shè)備同步產(chǎn)生兩個(gè)輸入/輸出觸發(fā)訊號(hào),并支援追蹤移動(dòng)物體的互動(dòng)顯示功能。
(2)基于DLP9500 UV芯片組的3D打印解決方案
DLP9500UV有超過200萬(wàn)個(gè)微型反射鏡(1920 x 1080),使終端設(shè)備只需憑借少量列印頭來(lái)擴(kuò)大曝光區(qū)域,同時(shí)支援列印型態(tài)尺寸將近1μm。此外還結(jié)合DLPC410 數(shù)字控制器、DLPR410配置 PROM與DLPA200 DMD微鏡驅(qū)動(dòng),可加快微型反射鏡加載速度。這款新產(chǎn)品有最高解析度的紫外線(UV)DLP芯片,可以使工業(yè)及醫(yī)療成像應(yīng)用上的感光物質(zhì)快速曝光與固化(cure)。
挪威光學(xué)公司基于其開發(fā)了一個(gè)分辨率高達(dá)1920*1080的3D打印光學(xué)系統(tǒng),可支持245*247.5*128(長(zhǎng)寬高,單位mm)的打印,這個(gè)產(chǎn)品的精度可以高達(dá)14-50μm。
Mariquita Gordon表示,在3D打印中,DLP可以通過把3D物體切片,一次投影一個(gè)片上圖案到液體、光敏數(shù)字材料上,把它凝固以后再伸展下一層。這相比今天很多市場(chǎng)上看到的單點(diǎn)式的,像一把手槍一點(diǎn)點(diǎn)描出來(lái),我們這是一次性地把一個(gè)面3D打印出來(lái),這在速度和精確度上都有很大的提高。
?。?)基于DLPNIRscan Nano評(píng)估木塊的便攜光譜分析儀
此款DLP芯片組由DLP4500NIR近紅外數(shù)字微型反射鏡元件(DMD)、DLPC350控制器、AM3358處理器和ADS1255 ADC組成。這款開發(fā)工具包支持快速、可編程模式速率,以及通過使用可靠的反射微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)微鏡技術(shù)完成數(shù)字切換,可滿足設(shè)計(jì)人員所需提供工廠及現(xiàn)場(chǎng)使用的高性能、經(jīng)濟(jì)的近紅外光譜儀的各式需求。
DLP4500?NIR近紅外芯片的主要特色及優(yōu)點(diǎn):
0.45 英寸對(duì)角線微鏡陣列
912 x 1140 分辨率陣列(》 1 百萬(wàn)個(gè)微鏡)
菱形陣列定向支持側(cè)面照明,以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化高效光學(xué)設(shè)計(jì)
能夠支持 WXGA 的顯示分辨率
7.6μm 微鏡間距
廣州訊動(dòng)網(wǎng)絡(luò)科技利用這個(gè)芯片組開發(fā)出了一個(gè)便攜式光譜分析儀曙光系列Di-Spec設(shè)備,設(shè)備體積僅為傳統(tǒng)臺(tái)式光譜儀器的五分之一,具有性價(jià)比良好、模型免維護(hù)、操作簡(jiǎn)便、支持多指標(biāo)和應(yīng)用的精準(zhǔn)檢測(cè)等特點(diǎn),適用于企業(yè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室等多種場(chǎng)景使用,可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保、藥品、化工等行業(yè)。
除了介紹這三種應(yīng)用方案外,Mariquita Gordon還介紹了TI在2015年10月份上市的DLP9000X的芯片組,這款分辨率高達(dá)2560×1600同樣具有極高的數(shù)據(jù)吞吐量,能夠廣泛適和3D打印、機(jī)器視覺和數(shù)字曝光等多方面的客戶需求。另外還有支持UV波段的DLP7000這種照顧成本的產(chǎn)品,無(wú)一不體現(xiàn)出了TI對(duì)DLP技術(shù)在工業(yè)方面應(yīng)用開發(fā)的強(qiáng)力支持。
而DLP產(chǎn)品作為一個(gè)光電產(chǎn)品,在應(yīng)用開發(fā)方面門檻極高,這就不利于產(chǎn)品的大規(guī)模開發(fā)。
為解決這個(gè)問題,Mariquita Gordon表示:“我們?cè)谥鲃?dòng)地構(gòu)建一個(gè)生態(tài)圈,希望把上下游資源能整合到一起,以生態(tài)圈合作伙伴形式幫助終端客戶更快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化?!绷硗釳ariquita Gordo還強(qiáng)調(diào),TI將會(huì)根據(jù)客戶需求,適度調(diào)整DLP產(chǎn)品的路線圖,以期開發(fā)出最被客戶需要的產(chǎn)品。
具備如此強(qiáng)大的性能,DLP技術(shù)勢(shì)必會(huì)在工業(yè)和汽車領(lǐng)域干出一番大事,讓我們拭目以待。
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